Sistem za zaštita однага (zaštita од бујање): Интегрирана схема за спољна и унутрашња заштита

​

​1. Фон и цели на решението​

Активността на молниите е значителен фактор, които заплашва безопасността на зградите, персонала и вътрешното оборудване. Ударите от мълнии генерират високоинтензивни директни токове и преходни превишения на напрежението. Тези могат не само да причинят повреди на зданието и физическа разруха на оборудването, но и да проникнат чрез метални линии, като линии за доставка на електроенергия и сигнали, водещи до сбоят на електронното оборудване, загуба на данни и дори вторични бедствия, като пожари. Целта на това решение е да се установи комплексна защитна система, състояща се от Външна система за защита от мълнии (ELPS) и Устройства за защита от превишения на напрежението (SPDs), които ефективно прехващат, насочват, изпускат и ограничават енергията от мълнията, за да се максимизира конструктивната безопасност на зданието и да се осигури непрекъснатостта и стабилността на вътрешните системи и операции.

​2. Преглед на компонентите на Системата за защита от мълнии (LPS)​

Ефективна интегрирана Система за защита от мълнии (LPS) се състои от два незаменими и взаимно подкрепящи се основни компонента:

• ​Външна система за защита от мълнии (ELPS):​​ Основно предназначена за защита срещу пряки удари от мълнии.
• ​Вътрешна система за защита от мълнии (Система за защита от превишения, SPD System):​​ Основно предназначена за защита срещу преходни превишения (превишения) на напрежението, причинени от Електромагнитен импулс от мълния (LEMP), който влиза в оборудването чрез линии.

​3. Схема за инсталиране на външен уловител на мълнии (защита срещу пряки удари)​​

• ​Основна функция:​​ Да прехваща пряки удари от мълнии и безопасно да извежда огромната тока от мълнията в земята, предотвратявайки физическите повреди (като пробиване, пожар, конструктивни повреди), които пряк удар може да нанесе на самата конструкция на зданието.
• ​Основни компоненти:​​
• ​Система за прекъсване на въздуха (молниеотводи/полоси/мрежи):​​ Инсталирани на покрива или най-високите точки на зданието, за да привличат и приемат удари от мълнии. Изберете подходящия тип (например, молниеотвод, мрежа, полоса) и разположение според формата и площта на зданието, гарантирайки, че покритието на защитата отговаря на изискванията на принципа „покатуване на топка“.
• ​Проводници за извеждане:​​ Използвани за извеждане на тока от мълнията от системата за прекъсване на въздуха към системата за прекъсване на земята. Трябва да се извеждат по най-краткия и праволинеен път, с достатъчно количество и равномерно разпределение (интервал съгласно регламентите). Материалите обикновено са оцинковани плоски или кругли стомани. Избегнете инсталацията близо до общи пътища за хора или приложете мерки за изолационна защита.
• ​Система за прекъсване на земята:​​ Извежда тока от мълнията в земята. Това е ядрото и основата на защитната система; качеството (стойността на земното съпротивление) е ключово. Обикновено се състои от земни електроди (вертикални стерженти, хоризонтални проводници) и свързващи проводници. Използвайте корозионно-устойчиви материали (например, оцинкова стомана, мед), гарантирайте достатъчен дълбочина на зариване и формирайте ефективен еквипотенциален връзков кръг (основен заземляващ контур) около зданието. Земното съпротивление трябва да бъде минимизирано (обикновено изисква ≤10Ω, специфични изисквания според съответните стандарти).
• ​Места за инсталиране:​​
• Най-високите точки на покрива на зданието и места, особено подложени на удари (ъгли, карнизи, парапети, вентилатори, комини и т.н.).
• Специални конструкции (например, кули, антени, опори за слънчеви панели) изискват индивидуално или интегрирано разглеждане.
• ​Ключови точки на схемата:​​
• ​Съответствие на стандарти:​​ Строго спазвайте националните и отраслови стандарти за проектиране на защита от мълнии (например, GB 50057 „Проектен код за защита от мълнии на здания“, еквивалентен на IEC 62305 серия).
• ​Качество на материала:​​ Използвайте висококачествени, корозионно-устойчиви материали, отговарящи на стандарти.
• ​Еквипотенциално свързване:​​ Всички метални компоненти (например, тръби, корпуси на оборудване, метални покриви, стоманени конструкции) трябва надеждно да са свързани с най-близкия проводник за извеждане или система за прекъсване на земята, за да се предотвратят странични пробиви.
• ​Безопасни разстояния за разделение:​​ Гарантирайте, че съществуват достатъчни безопасни разстояния за разделение между прекъсващите въздуха и конструкцията, както и между проводниците за извеждане и услуги/трубопроводи.
• ​Надеждни свързания:​​ Всички точки за свързване трябва да бъдат робус ти (сварка или одобрени клампи) за да се гарантира добра електрическа непрекъснатост.

​4. Схема за инсталиране на вътрешен уловител на мълнии (SPD) (защита срещу мълниеви превишения)​​

• ​Основна функция:​​ Да ограничи преходните превишения на напрежението (превишения), причинени от мълния, които влизат чрез линии за доставка на електроенергия, сигнали, комуникационни линии и т.н., задържайки ги на безопасно ниво, което оборудването може да понесе, за да се предотврати повреда от превишено напрежение/ток.
• ​Основни компоненти: Устройство за защита от превишения (SPD),​​ известно също като устройство за потушаване на превишения или молниеотвод:
• ​Преходен подавател на напрежението (TVS):​​ Често използван за защита на фини устройства или сигнали.
• ​Защитен от превишения:​​ Обобщаващ термин, включващ различни технологии (например, Оксиден варистан MOV, Газов разряден триб GDT, твърди защитни устройства).
• ​Електроенергийно SPD:​​ Инсталирано на различни нива на системата за разпределение на електроенергия (главно разпределение, под-разпределение, преди крайно оборудване).
• ​Сигнално/Данни SPD:​​ Инсталирано на входни портове за телефонни линии, мрежови линии (например, RJ45), коаксиални кабели (например, CCTV видео, сателитни сигнали), контролни линии и т.н.
• ​Заземяване:​​ SPD-тата трябва да бъдат добре заземени чрез път с ниско импеданс, за да се извеждат ефективно превишенията. Заземящите проводници трябва да са колкото е възможно къси, прави и дебели ("Късо-Право-Дебело" Принцип).
• ​Места и нива за инсталиране (Стъпково защитно - Координация):​​
• ​Първо ниво защита (Клас I / Тип 1 SPD):​​
• ​Място:​​ Главен щит за разпределение на електроенергия/Главен вход (типично на границата LPZ 0A/0B → LPZ 1).
• ​Функция:​​ Изведе голяма част от огромната енергия (10/350μs вълна) от пряки удари или близки удари, ограничавайки остатъчното напрежение до по-ниско ниво. Обикновено използва SPD-ти с висока капацитетна искровата пречка. Изисква много надеждно заземяване.
• ​Второ ниво защита (Клас II / Тип 2 SPD):​​
• ​Място:​​ Щитове за разпределение на етажи, районни щитове, главен щит в машинните помещения (на границата LPZ 1 → LPZ 2).
• ​Функция:​​ Допълнително ограничава остатъчните превишения, пропуснати от първото ниво, и превишения, причинени от вътрешни операции за превключване (8/20μs вълна), предоставяйки зонална защита на оборудването. Обикновено използва SPD-ти, ограничаващи напрежението (например, основано на MOV).
• ​Трето ниво защита (Клас III / Тип 3 SPD / Защита на точка на използване):​​
• ​Място:​​ Непосредствено преди оборудването, в контактни кутии/плугови ленти или вътрешна схема на оборудването (на границата LPZ 2 → LPZ 3).
• ​Функция:​​ Клампира остатъчните превишения (комбинирана вълна) на портовете на оборудването, предоставяйки финална детайлна защита. Критично важно за чувствителното електронно оборудване (например, сървъри, работни станции, PLC, медицински устройства, комуникационно оборудване). Също така се използва на входовете на сигналените линии.
• ​Ключови точки на схемата:​​
• ​Координация:​​ SPD-тата на различни нива трябва да постигнат енергийна и напреженческа координация (използвайки куплинги/изолиращи елементи между нивата или вградените характеристики на декуплинга на SPD-тата), гарантирайки, че енергията се извежда последователно и напрежението се намалява стъпково. Това предотвратява SPD-тата на по-ниски нива да се повредят поради прекомерна енергия.
• ​Качество на заземяването:​​ Ефективното заземяване на SPD-тата е ключово за ефективността на цялата схема. Заземящите проводници трябва да са по-къси от 0.5 метра, с достатъчен сечителен диаметър (според класа и местоположението на SPD-тата, обикновено ≥6-25mm² плетена мед).
• ​Съответствие при инсталиране:​​ Инсталирайте в съответствие с инструкциите за продукта SPD и съответните стандарти, гарантирайки правилни свързания на фаза и земя.
• ​Еквипотенциално свързване:​​ Свързайте метални кабини, рафтове, кабелни ленти и т.н., за да се установи ефект на "Faraday cage", минимизирайки вътрешните потенциални разлики.
• ​Редовно поддръжка:​​ SPD-тата често са "жертвен" устройства, които изискват редовни проверки (визуален индикатор на състояние, отдалечено алармено наблюдение) и тестове. Повредените SPD-та трябва да бъдат заменени незабавно.

​5. Преимущества и стойност на комплексното решение​

• ​Пълна защита:​​ Външната система защитава срещу пряки удари; вътрешната система защитава срещу индуцирани превишения (LEMP), формирайки пълна верига на защита.
• ​Максимизирана безопасност:​​ Защитава конструкцията на зданието, човешкия живот и ценни електрически/електронни активи от повреди.
• ​Осигурява непрекъснатост на операциите:​​ Намалява риска от повреда на оборудването, спиране на системите и загуба на данни, причинени от мълнии, подобрявайки надеждността на системата и непрекъснатостта на бизнеса.
• ​Намалява общата цена на притежание:​​ Предотвратителната инвестиция е значително икономически ефективна в сравнение с директните разходи за повреди от мълнии (замяна на оборудване) и индиректни разходи (спиране на производството, загуба на данни, репутационен impact).
• ​Съответствие на регулациите:​​ Отговаря на националните изисквания за безопасност на здания, електрическа безопасност и защита от мълнии.